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JP2012032323A - Picture measuring device, picture measuring method and program for picture measuring device - Google Patents

Picture measuring device, picture measuring method and program for picture measuring device Download PDF

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JP2012032323A
JP2012032323A JP2010173393A JP2010173393A JP2012032323A JP 2012032323 A JP2012032323 A JP 2012032323A JP 2010173393 A JP2010173393 A JP 2010173393A JP 2010173393 A JP2010173393 A JP 2010173393A JP 2012032323 A JP2012032323 A JP 2012032323A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
error
image
workpiece
edge
measurement
Prior art date
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Pending
Application number
JP2010173393A
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Japanese (ja)
Inventor
Hayato Oba
隼人 大庭
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Keyence Corp
Original Assignee
Keyence Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a picture measuring device capable of both identifying errors along edge positions of a work and readily grasping a relationship of correspondence to a work picture.SOLUTION: A picture measuring device comprises: edge extracting means that extracts edges from a work picture; measurement setting data memory means that holds measurement setting data including contour information on the work and an allowance of contour positions; error calculating means that aligns the positions of the work picture and the contour information and calculates errors indicating amounts of displacement between the edge positions on the work picture and contour positions corresponding to these edge positions; error determining means that compares the calculated errors with the allowance and determines whether or not the errors are acceptable; and measured result displaying means that displays the extracted edges and the result of determination on the work picture. The measured result displaying means numerically displays, regarding any edge position whose error has been determined to be unacceptable, errors of the edge position where the error magnitude is at its maximum.

Description

本発明は、画像測定装置、画像測定方法及び画像測定装置用のプログラムに係り、さらに詳しくは、ワークを撮影したワーク画像内のエッジを検出することにより、ワークの寸法を測定する画像測定装置に関する。   The present invention relates to an image measurement apparatus, an image measurement method, and a program for the image measurement apparatus, and more particularly to an image measurement apparatus that measures the dimensions of a workpiece by detecting an edge in the workpiece image obtained by photographing the workpiece. .

一般に、画像測定装置は、ワークを撮影したワーク画像を取得し、ワーク画像内のエッジを検出することにより、ワークの寸法を測定する装置である(例えば、特許文献1から3)。通常、ワークは、X,Y及びZ軸方向に移動可能な可動ステージ上に載置される。可動ステージをZ軸方向に移動させることにより、ワーク画像のピント合わせが行われ、X,Y軸方向に移動させることにより、ワークの視野内への位置調整が行われる。   In general, an image measuring apparatus is an apparatus that measures a dimension of a workpiece by acquiring a workpiece image obtained by photographing the workpiece and detecting an edge in the workpiece image (for example, Patent Documents 1 to 3). Usually, the workpiece is placed on a movable stage movable in the X, Y and Z axis directions. The workpiece image is focused by moving the movable stage in the Z-axis direction, and the position of the workpiece in the field of view is adjusted by moving in the X- and Y-axis directions.

ワーク画像は、可動ステージのZ軸方向の位置に関わらず、ワークに対して極めて正確な相似形であることから、画像上で距離や角度を判定することにより、ワーク上における実際の寸法を検知することができる。ワークの寸法測定では、ワーク画像のエッジ抽出が行われる。エッジ抽出は、ワーク画像の輝度変化を解析してエッジ点を検出し、検出した複数のエッジ点について、例えば、直線や円弧などの幾何学図形をフィッティングさせることにより行われ、ワークと背景との境界を示すエッジが求められる。或いは、ワークの輪郭形状が複雑な形状からなる場合などには、CAD(Computer Aided Design)を用いて作成されたワークの輪郭情報と、ワーク画像から抽出したエッジ点群とを直接に比較することにより、エッジ位置の乖離度合いを示す誤差が測定される。   The workpiece image is a very accurate similar shape to the workpiece regardless of the position of the movable stage in the Z-axis direction, so the actual dimensions on the workpiece are detected by determining the distance and angle on the image. can do. In measuring the dimensions of a workpiece, edge extraction of the workpiece image is performed. Edge extraction is performed by analyzing the brightness change of the workpiece image to detect edge points, and by fitting geometric shapes such as straight lines and arcs to the detected edge points, for example, An edge indicating the boundary is obtained. Alternatively, when the contour shape of the workpiece is a complicated shape, the workpiece contour information created using CAD (Computer Aided Design) and the edge point group extracted from the workpiece image are directly compared. Thus, an error indicating the degree of deviation of the edge position is measured.

従来の画像測定装置には、ワーク画像から抽出したエッジ点をCADにより作成された輪郭位置に沿って表示するものがある。ワーク画像から抽出したエッジ点を輪郭位置に沿って表示すれば、ワークの輪郭が設計値に対してどの程度ずれているのかを容易に把握することができるが、エッジ点とワーク画像との対応関係を把握することはできなかった。一般に、光学式の測定器では、測定対象物に埃やごみが付着した場合、照明の当て方が不適切であった場合、ステージ上に傷があった場合などに、エッジ点を誤抽出してしまうということが考えられる。この様な場合、ワークのエッジ位置に沿って誤差が識別できるとともに、誤差が公差範囲外となるエッジ位置について、ワーク画像との対応関係を把握できれば、ワークが実際に変形しているのか、或いは、エッジ点の誤抽出であるのかを容易に判別することができる。   Some conventional image measurement apparatuses display edge points extracted from a work image along contour positions created by CAD. If the edge points extracted from the workpiece image are displayed along the contour position, it is possible to easily grasp how much the workpiece contour is deviated from the design value, but the correspondence between the edge points and the workpiece image I couldn't figure out the relationship. In general, with optical measuring instruments, edge points are mistakenly extracted when dust or dirt adheres to the measurement object, lighting is improperly applied, or there are scratches on the stage. It can be considered that. In such a case, if the error can be identified along the edge position of the workpiece and the correspondence between the error and the edge position where the error is outside the tolerance range can be grasped, whether the workpiece is actually deformed, or Therefore, it is possible to easily determine whether the edge point is erroneously extracted.

特開2009−300124号公報JP 2009-300124 A 特開2009−300125号公報JP 2009-300125 A 特開2010−19667号公報JP 2010-19667 A

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ワークのエッジ位置に沿って誤差を識別することができるとともに、ワーク画像との対応関係を容易に把握することができる画像測定装置、画像測定方法及び画像測定装置用のプログラムを提供することを目的とする。特に、誤差が公差範囲外となるエッジ位置のうち、設計値から大きく逸脱したエッジ位置の誤差を容易に識別することができる画像測定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is an image measuring device that can identify an error along the edge position of a workpiece and can easily grasp the correspondence with the workpiece image. An object is to provide a program for an image measurement method and an image measurement apparatus. In particular, an object of the present invention is to provide an image measuring apparatus that can easily identify an error of an edge position that greatly deviates from a design value among edge positions where the error is outside the tolerance range.

第1の本発明による画像測定装置は、ワークを撮影したワーク画像を取得し、上記ワーク画像内のエッジを検出することにより、上記ワークの寸法を測定する画像測定装置であって、上記ワーク画像からエッジを抽出するエッジ抽出手段と、上記ワークの輪郭情報及び輪郭位置の公差を含む測定設定データを保持する測定設定データ記憶手段と、上記ワーク画像及び上記輪郭情報を位置合わせし、上記ワーク画像上のエッジ位置とこのエッジ位置に対応する上記輪郭位置との変位量を示す誤差を算出する誤差算出手段と、算出された上記誤差を上記公差と比較し、良否判定を行う誤差判定手段と、抽出されたエッジ及び上記良否判定の結果を上記ワーク画像上に表示する測定結果表示手段とを備え、上記測定結果表示手段が、上記誤差が不良と判定されたエッジ位置について、上記誤差の大きさが極大となるエッジ位置の誤差を数値表示するように構成される。   An image measuring apparatus according to a first aspect of the present invention is an image measuring apparatus that measures a dimension of a workpiece by acquiring a workpiece image obtained by photographing the workpiece and detecting an edge in the workpiece image. Edge extracting means for extracting an edge from the image, measurement setting data storage means for holding measurement setting data including contour information and contour position tolerance of the workpiece, the workpiece image and the contour information are aligned, and the workpiece image An error calculating means for calculating an error indicating an amount of displacement between the upper edge position and the contour position corresponding to the edge position; an error determining means for comparing the calculated error with the tolerance and performing a pass / fail determination; A measurement result display means for displaying the extracted edge and the result of the pass / fail judgment on the work image, wherein the measurement result display means has a poor error. For the determined edge positions adapted to numerically display the error of the edge position the magnitude of the error is maximum.

この様な構成によれば、誤差の良否判定の結果をワーク画像上に表示する際に、誤差が不良と判定されたエッジ位置について、誤差の大きさが極大となるエッジ位置の誤差が数値表示されるので、誤差が公差範囲外となるエッジ位置のうち、設計値から大きく逸脱したエッジ位置の誤差を容易に識別することができる。また、ワーク画像から抽出したエッジが誤差の良否判定結果とともにワーク画像上に表示されるので、ワークのエッジ位置に沿って誤差を識別することができるとともに、ワーク画像との対応関係を容易に把握することができる。   According to such a configuration, when the result of error determination is displayed on the work image, the error at the edge position where the error is maximized is displayed numerically for the edge position where the error is determined to be defective. Therefore, the error of the edge position greatly deviating from the design value among the edge positions where the error is outside the tolerance range can be easily identified. In addition, since the edges extracted from the work image are displayed on the work image together with the error pass / fail judgment result, the error can be identified along the edge position of the work and the correspondence with the work image can be easily grasped. can do.

第2の本発明による画像測定装置は、上記構成に加え、上記測定結果表示手段が、上記誤差が公差範囲外となる領域を含む一定区間において、上記誤差の大きさが最大となるエッジ位置の誤差を上記代表値として数値表示するように構成される。この様な構成によれば、エッジ上の一定区間内で設計値から最も大きく逸脱したエッジ位置の誤差を容易に識別することができる。   In addition to the above-described configuration, the image measurement apparatus according to the second aspect of the present invention is configured so that the measurement result display means has an edge position at which the magnitude of the error is maximum in a certain section including a region where the error is outside the tolerance range. The error is numerically displayed as the representative value. According to such a configuration, it is possible to easily identify the error of the edge position that deviates most from the design value within a certain section on the edge.

第3の本発明による画像測定装置は、上記構成に加え、上記測定結果表示手段が、上記誤差の大きさが最大となるエッジ位置に関連付けて誤差の数値表示を行うように構成される。この様な構成によれば、設計値から大きく逸脱したエッジ位置を容易に識別することができる。   In addition to the above-described configuration, the image measurement apparatus according to the third aspect of the present invention is configured such that the measurement result display means displays a numerical value of an error in association with an edge position where the magnitude of the error is maximum. According to such a configuration, an edge position greatly deviating from the design value can be easily identified.

第4の本発明による画像測定装置は、上記構成に加え、上記測定結果表示手段が、上記輪郭位置を含む公差範囲を上記ワーク画像上に表示するように構成される。この様な構成によれば、ワークの輪郭が設計値に対してどの程度ずれているのか、或いは、エッジ位置が公差範囲内であるか否かを容易に把握することができる。   In addition to the above configuration, the image measurement apparatus according to the fourth aspect of the present invention is configured such that the measurement result display means displays a tolerance range including the contour position on the workpiece image. According to such a configuration, it is possible to easily grasp how much the contour of the workpiece is deviated from the design value or whether the edge position is within the tolerance range.

第5の本発明による画像測定装置は、上記構成に加え、同一ワークの異なる部位がそれぞれ撮影された2以上の撮影画像を連結し、1つの上記ワーク画像を生成する連結画像生成手段を備えて構成される。この様な構成によれば、測定対象とするワークに対して視野が狭い場合に、撮影倍率を下げなくても、ワークの広い範囲について、エッジ位置の誤差を識別することができるとともに、ワーク画像との対応関係を容易に把握することができる。   An image measuring apparatus according to a fifth aspect of the present invention includes, in addition to the above-described configuration, connected image generation means for connecting two or more captured images obtained by capturing different parts of the same workpiece and generating one workpiece image. Composed. According to such a configuration, when the field of view is narrow with respect to the workpiece to be measured, the edge position error can be identified for a wide range of the workpiece without reducing the photographing magnification, and the workpiece image Can be easily grasped.

第6の本発明による画像測定方法は、ワークを撮影したワーク画像を取得し、上記ワーク画像内のエッジを検出することにより、上記ワークの寸法を測定する画像測定方法であって、上記ワーク画像からエッジを抽出するエッジ抽出ステップと、上記ワークの輪郭情報及び輪郭位置の公差を含む測定設定データを記憶する測定設定データ記憶ステップと、上記ワーク画像及び上記輪郭情報を位置合わせし、上記ワーク画像上のエッジ位置とこのエッジ位置に対応する上記輪郭位置との変位量を示す誤差を算出する誤差算出ステップと、算出された上記誤差を上記公差と比較し、良否判定を行う誤差判定ステップと、抽出されたエッジ及び上記良否判定の結果を上記ワーク画像上に表示するとともに、上記誤差が不良と判定されたエッジ位置について、上記誤差の大きさが極大となるエッジ位置の誤差を数値表示する測定結果表示ステップとからなる。   An image measurement method according to a sixth aspect of the present invention is an image measurement method for measuring a dimension of the workpiece by acquiring a workpiece image obtained by photographing the workpiece and detecting an edge in the workpiece image. An edge extraction step for extracting an edge from the image, a measurement setting data storage step for storing measurement setting data including the contour information of the workpiece and tolerances of the contour position, the workpiece image and the contour information are aligned, and the workpiece image is aligned An error calculating step for calculating an error indicating an amount of displacement between the upper edge position and the contour position corresponding to the edge position; an error determining step for comparing the calculated error with the tolerance and performing a pass / fail determination; The extracted edge and the result of the quality determination are displayed on the work image, and the error is determined at the edge position determined to be defective. There are, and a measurement result display step of numerically displaying the error of the edge position the magnitude of the error is maximum.

第7の本発明による画像測定装置用のプログラムは、ワークを撮影したワーク画像を取得し、上記ワーク画像内のエッジを検出することにより、上記ワークの寸法を測定するための画像測定装置用のプログラムであって、上記ワーク画像からエッジを抽出するエッジ抽出手順と、上記ワークの輪郭情報及び輪郭位置の公差を含む測定設定データを記憶する測定設定データ記憶手順と、上記ワーク画像及び上記輪郭情報を位置合わせし、上記ワーク画像上のエッジ位置とこのエッジ位置に対応する上記輪郭位置との変位量を示す誤差を算出する誤差算出手順と、算出された上記誤差を上記公差と比較し、良否判定を行う誤差判定手順と、抽出されたエッジ及び上記良否判定の結果を上記ワーク画像上に表示するとともに、上記誤差が不良と判定されたエッジ位置について、上記誤差の大きさが極大となるエッジ位置の誤差を数値表示する測定結果表示手順とを実行させる。   A program for an image measuring device according to a seventh aspect of the present invention is a program for an image measuring device for measuring a workpiece size by acquiring a workpiece image obtained by photographing a workpiece and detecting an edge in the workpiece image. An edge extraction procedure for extracting an edge from the workpiece image, a measurement setting data storage procedure for storing measurement setting data including tolerance information of the workpiece and contour position, and the workpiece image and the contour information. , And an error calculation procedure for calculating an error indicating an amount of displacement between the edge position on the workpiece image and the contour position corresponding to the edge position, and comparing the calculated error with the tolerance. The error determination procedure for performing the determination, the extracted edge and the result of the quality determination are displayed on the work image, and the error is determined to be defective. The edge positions, to execute a measurement result display procedure for numerically displaying the error of the edge position the magnitude of the error is maximum.

本発明による画像測定装置、画像測定方法及び画像測定装置用のプログラムでは、誤差の良否判定の結果をワーク画像上に表示する際に、誤差が不良と判定されたエッジ位置について、誤差の大きさが極大となるエッジ位置の誤差が数値表示されるので、誤差が公差範囲外となるエッジ位置のうち、設計値から大きく逸脱したエッジ位置の誤差を容易に識別することができる。また、ワーク画像から抽出したエッジが誤差の良否判定結果とともにワーク画像上に表示されるので、ワークのエッジ位置に沿って誤差を識別することができるとともに、ワーク画像との対応関係を容易に把握することができる。   In the image measuring apparatus, the image measuring method, and the program for the image measuring apparatus according to the present invention, when the result of the error determination is displayed on the work image, the size of the error is determined for the edge position where the error is determined to be defective. Since the error of the edge position where the maximum value of the error is displayed numerically, the error of the edge position greatly deviating from the design value can be easily identified among the edge positions where the error is outside the tolerance range. In addition, since the edges extracted from the work image are displayed on the work image together with the error pass / fail judgment result, the error can be identified along the edge position of the work and the correspondence with the work image can be easily grasped. can do.

本発明の実施の形態による画像測定装置100の一構成例を示した斜視図である。It is the perspective view which showed one structural example of the image measuring apparatus 100 by embodiment of this invention. 図1の画像測定装置100における測定ユニット10内の構成例を模式的に示した説明図であり、測定ユニット10の垂直面による切断面の様子が示されている。FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a configuration example in the measurement unit 10 in the image measurement apparatus 100 of FIG. 1, and shows a state of a cut surface by a vertical surface of the measurement unit 10. 図1の画像測定装置100の動作の一例を示したフローチャートである。3 is a flowchart illustrating an example of the operation of the image measurement apparatus 100 in FIG. 1. 図1の画像測定装置100における測定設定データの作成時の動作の一例を示したフローチャートである。3 is a flowchart illustrating an example of an operation when creating measurement setting data in the image measurement apparatus 100 of FIG. 1. 図1の画像測定装置100における測定時の動作の一例を示したフローチャートである。3 is a flowchart illustrating an example of an operation at the time of measurement in the image measurement apparatus 100 in FIG. 1. 図1の画像測定装置100における良否判定結果の表示時の動作の一例を示したフローチャートである。3 is a flowchart showing an example of an operation at the time of displaying a pass / fail judgment result in the image measuring apparatus 100 of FIG. 図1の画像測定装置100における良否判定結果の表示時の動作の一例を示した図であり、ワーク全体の様子を捉えたワーク画像1が示されている。It is the figure which showed an example of the operation | movement at the time of the display of the quality determination result in the image measuring apparatus 100 of FIG. 1, and the workpiece | work image 1 which caught the mode of the whole workpiece | work is shown. 図1の画像測定装置100における良否判定結果の表示時の動作の一例を示した図であり、図7のワークの一部を捉えたワーク画像1が示されている。It is the figure which showed an example of the operation | movement at the time of the display of the quality determination result in the image measuring apparatus 100 of FIG. 1, and the workpiece | work image 1 which captured a part of workpiece | work of FIG. 7 is shown. 図1の画像測定装置100における良否判定結果の表示時の動作の他の一例を示した図である。It is the figure which showed another example of the operation | movement at the time of the display of the quality determination result in the image measurement apparatus of FIG. 図1の画像測定装置100における制御ユニット20の構成例を示したブロック図であり、制御ユニット20内の機能構成の一例が示されている。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a control unit 20 in the image measurement apparatus 100 of FIG. 1, in which an example of a functional configuration in the control unit 20 is illustrated.

<画像測定装置>
図1は、本発明の実施の形態による画像測定装置100の一構成例を示した斜視図である。この画像測定装置100は、可動ステージ12上の検出エリア13内に配置された複数のワークを異なる撮影倍率で撮影し、その撮影画像を解析して各ワークの寸法を自動測定する測定器であり、測定ユニット10、制御ユニット20、キーボード31及びマウス32からなる。ワークは、その形状や寸法が測定される測定対象物である。
<Image measuring device>
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of an image measuring apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. The image measuring apparatus 100 is a measuring instrument that photographs a plurality of workpieces arranged in a detection area 13 on a movable stage 12 at different imaging magnifications, analyzes the captured images, and automatically measures the dimensions of each workpiece. , Measuring unit 10, control unit 20, keyboard 31 and mouse 32. The workpiece is a measurement object whose shape and dimensions are measured.

測定ユニット10は、ワークに検出光を照射し、その透過光又は反射光を受光して撮影画像を生成する光学系ユニットであり、ディスプレイ11、可動ステージ12、XY位置調整つまみ14a、Z位置調整つまみ14b、電源スイッチ15及び測定開始スイッチ16が設けられている。   The measurement unit 10 is an optical system unit that irradiates a workpiece with detection light and receives the transmitted light or reflected light to generate a photographed image. The display unit 11, the movable stage 12, the XY position adjustment knob 14a, and the Z position adjustment. A knob 14b, a power switch 15 and a measurement start switch 16 are provided.

ディスプレイ11は、撮影画像や測定結果を表示画面11a上に表示する表示装置である。可動ステージ12は、測定対象とするワークを載置するための載置台であり、検出光を透過させる検出エリア13が設けられている。検出エリア13は、透明ガラスからなる円形状の領域である。この可動ステージ12は、検出光の光軸に平行なZ軸方向と、光軸に垂直なXYの各軸方向とに移動させることができる。   The display 11 is a display device that displays captured images and measurement results on the display screen 11a. The movable stage 12 is a mounting table for mounting a workpiece to be measured, and is provided with a detection area 13 that transmits detection light. The detection area 13 is a circular area made of transparent glass. The movable stage 12 can be moved in the Z-axis direction parallel to the optical axis of the detection light and the XY axial directions perpendicular to the optical axis.

XY位置調整つまみ14aは、可動ステージ12をX軸方向及びY軸方向に移動させるための操作部である。Z位置調整つまみ14bは、可動ステージ12をZ軸方向に移動させるための操作部である。電源スイッチ15は、測定ユニット10及び制御ユニット20の電源をオンするための操作部であり、測定開始スイッチ16は、ワークに対する測定を開始させるための操作部である。   The XY position adjustment knob 14a is an operation unit for moving the movable stage 12 in the X-axis direction and the Y-axis direction. The Z position adjustment knob 14b is an operation unit for moving the movable stage 12 in the Z-axis direction. The power switch 15 is an operation unit for turning on the power of the measurement unit 10 and the control unit 20, and the measurement start switch 16 is an operation unit for starting measurement on the workpiece.

制御ユニット20は、測定ユニット10による撮影や画面表示を制御し、撮影画像を解析してワークの寸法を測定するコントローラであり、キーボード31及びマウス32が接続されている。電源投入後、検出エリア13内に複数のワークを適当に配置して測定開始スイッチ16を操作すれば、各ワークについてその寸法が自動的に測定される。   The control unit 20 is a controller that controls photographing and screen display by the measurement unit 10 and analyzes the photographed image to measure the dimensions of the workpiece, and is connected to a keyboard 31 and a mouse 32. After the power is turned on, if a plurality of works are appropriately arranged in the detection area 13 and the measurement start switch 16 is operated, the dimensions of each work are automatically measured.

<測定ユニット>
図2は、図1の画像測定装置100における測定ユニット10内の構成例を模式的に示した説明図であり、測定ユニット10を垂直面により切断した場合の切断面の様子が示されている。この測定ユニット10は、筐体40内部が、Z駆動部41、XY駆動部42、撮像素子43,44、透過照明ユニット50、リング照明ユニット60、同軸落射照明用光源71、受光レンズユニット80により構成されている。
<Measurement unit>
FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a configuration example in the measurement unit 10 in the image measurement apparatus 100 of FIG. 1, and shows a state of a cut surface when the measurement unit 10 is cut along a vertical plane. . The measurement unit 10 includes a housing 40 having a Z driving unit 41, an XY driving unit 42, imaging elements 43 and 44, a transmission illumination unit 50, a ring illumination unit 60, a coaxial incident illumination light source 71, and a light receiving lens unit 80. It is configured.

Z駆動部41は、制御ユニット20からの駆動信号に基づいて、可動ステージ12をZ軸方向に移動させ、ワークのZ軸方向の位置を調整するZ位置調整手段である。XY駆動部42は、制御ユニット20からのXY駆動信号に基づいて、可動ステージ12をX軸方向及びY軸方向に移動させ、ワークのXY平面内の位置を調整するXY位置調整手段である。   The Z drive unit 41 is a Z position adjusting unit that moves the movable stage 12 in the Z axis direction based on a drive signal from the control unit 20 to adjust the position of the workpiece in the Z axis direction. The XY drive unit 42 is an XY position adjusting unit that adjusts the position of the workpiece in the XY plane by moving the movable stage 12 in the X-axis direction and the Y-axis direction based on the XY drive signal from the control unit 20.

透過照明ユニット50は、可動ステージ12上に載置されたワークに対し、検出光を下側から照射するための照明装置であり、透過照明用光源51、ミラー52及び光学レンズ53からなる。透過照明用光源51から出射された検出光は、ミラー52により反射され、光学レンズ52を介して出射される。この検出光は、可動ステージ12を透過し、その透過光の一部は、ワークにより遮断され、他の一部が受光レンズユニット80に入射する。   The transmitted illumination unit 50 is an illumination device for irradiating the work placed on the movable stage 12 with detection light from below, and includes a transmitted illumination light source 51, a mirror 52, and an optical lens 53. The detection light emitted from the transmission illumination light source 51 is reflected by the mirror 52 and emitted through the optical lens 52. The detection light passes through the movable stage 12, a part of the transmitted light is blocked by the work, and the other part enters the light receiving lens unit 80.

リング照明ユニット60は、可動ステージ12上のワークに対し、検出光を上側から照射するための照明装置であり、受光レンズユニット80を取り囲むリング状の光源からなる。同軸落射照明用光源71は、可動ステージ12上のワークに対し、検出光を上側から照射するための光源であり、ワークに対する照射光の光軸とワークによる反射光の光軸とが同軸となるように、ハーフミラー72が配置されている。ワークの照明方法としては、透過照明、リング照明又は同軸落射照明のいずれかを選択的に切り替えることができる。   The ring illumination unit 60 is an illumination device for irradiating the workpiece on the movable stage 12 with detection light from above, and includes a ring-shaped light source surrounding the light receiving lens unit 80. The coaxial epi-illumination light source 71 is a light source for irradiating the workpiece on the movable stage 12 with detection light from above, and the optical axis of the irradiation light to the workpiece and the optical axis of the reflected light from the workpiece are coaxial. Thus, the half mirror 72 is arranged. As a method for illuminating the workpiece, one of transmission illumination, ring illumination, and coaxial epi-illumination can be selectively switched.

受光レンズユニット80は、受光レンズ81,84,86、ハーフミラー82、絞り板83及び85からなる光学系であり、透過照明ユニット50からの透過光と、検出光のワークによる反射光とを受光して撮像素子43及び44に結像させる。受光レンズ81は、可動ステージ12側に配置された光学レンズであり、当該可動ステージ12の上面に対向させて配置されている。受光レンズ84は、撮像素子43側に配置された光学レンズであり、当該撮像素子43に対向させて配置されている。また、受光レンズ86は、撮像素子44側に配置された光学レンズであり、当該撮像素子44に対向させて配置されている。   The light receiving lens unit 80 is an optical system including the light receiving lenses 81, 84, 86, the half mirror 82, and the diaphragm plates 83 and 85, and receives the transmitted light from the transmitted illumination unit 50 and the reflected light of the detection light by the work. Then, an image is formed on the image sensors 43 and 44. The light receiving lens 81 is an optical lens disposed on the movable stage 12 side, and is disposed to face the upper surface of the movable stage 12. The light receiving lens 84 is an optical lens disposed on the image sensor 43 side, and is disposed to face the image sensor 43. The light receiving lens 86 is an optical lens disposed on the image sensor 44 side, and is disposed to face the image sensor 44.

絞り板83及び受光レンズ84は、撮影倍率の低い低倍側結像部であり、その中心軸を光学レンズ53及び受光レンズ81と一致させて配置されている。一方、絞り板85及び受光レンズ86は、撮影倍率の高い高倍側結像部であり、ワークからの検出光はハーフミラー82を介して入射される。受光レンズ81,84及び86は、ワークの光軸方向(Z軸方向)の位置が変化しても、像の大きさを変化させない性質を有し、テレセントリックレンズと呼ばれる。   The diaphragm plate 83 and the light receiving lens 84 are low-magnification-side image forming portions having a low photographing magnification, and are arranged such that their central axes coincide with the optical lens 53 and the light receiving lens 81. On the other hand, the diaphragm plate 85 and the light receiving lens 86 are high-magnification side imaging units with high photographing magnification, and detection light from the work is incident through the half mirror 82. The light receiving lenses 81, 84, and 86 have a property that does not change the size of the image even if the position of the workpiece in the optical axis direction (Z-axis direction) changes, and is called a telecentric lens.

撮像素子43は、受光レンズユニット80により形成される低倍率視野内のワークを低倍率で撮影し、低倍率画像を生成する低倍率用のイメージセンサである。撮像素子44は、受光レンズユニット80により形成される高倍率視野内のワークを高倍率で撮影し、高倍率画像を生成する高倍率用のイメージセンサである。高倍率視野は、低倍率視野よりも狭い視野であり、低倍率視野内に形成される。   The image sensor 43 is a low-magnification image sensor that captures a low-magnification visual field formed by the light-receiving lens unit 80 and generates a low-magnification image. The image sensor 44 is a high-magnification image sensor that captures a high-magnification field-of-view workpiece formed by the light-receiving lens unit 80 at a high magnification and generates a high-magnification image. The high magnification field is a narrower field than the low magnification field, and is formed in the low magnification field.

撮像素子43,44は、いずれもCCD(Charge Coupled Devices:電荷結合素子)又はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:相補型金属酸化物半導体)などの半導体素子からなる。   The imaging elements 43 and 44 are each composed of a semiconductor element such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).

この寸法測定装置100では、可動ステージ12の検出エリア13内であれば、ワークをどこに配置しても、低倍率視野で捉えられる。また、低倍率視野内に配置されたワークは、低倍率画像を解析して可動ステージ12をXY平面内で移動させることにより、高倍率視野内へ案内され、高倍率で撮影される。この寸法測定装置100では、低倍率視野及び高倍率視野が略同心であり、低倍率画像と高倍率画像とを同時に取得することができる。   In this dimension measuring apparatus 100, as long as it is within the detection area 13 of the movable stage 12, a workpiece can be captured at a low magnification field of view no matter where it is placed. Further, the work placed in the low magnification field of view is guided into the high magnification field of view by photographing the low magnification image and moving the movable stage 12 in the XY plane, and is photographed at a high magnification. In this dimension measuring apparatus 100, the low magnification field and the high magnification field are substantially concentric, and a low magnification image and a high magnification image can be acquired simultaneously.

<画像測定装置の動作>
図3のステップS101〜S103は、図1の画像測定装置100の動作の一例を示したフローチャートである。この画像測定装置100では、その動作が3つのプロセス、すなわち、測定設定データの作成(ステップS101)、測定の実行(ステップS102)及び測定結果の表示(ステップS103)からなる。
<Operation of image measuring apparatus>
Steps S101 to S103 in FIG. 3 are flowcharts showing an example of the operation of the image measurement apparatus 100 in FIG. In this image measuring apparatus 100, the operation consists of three processes, namely, creation of measurement setting data (step S101), execution of measurement (step S102), and display of measurement results (step S103).

測定設定データは、測定の実行に必要な情報であり、特徴量を示す特徴量情報、測定箇所や測定種別を示す情報、測定箇所ごとの設計値や公差を示す情報などからなる。特徴量情報は、ワーク画像を解析してワークの位置や姿勢を検出するための位置決め用の情報であり、所定のマスターデータに基づいて設定される。なお、特徴量情報、測定箇所や測定種別を示す情報が高倍率画像に基づいて設定されたものである場合には、その旨を示す識別情報が測定設定データとして保持される。   The measurement setting data is information necessary for execution of measurement, and includes feature amount information indicating feature amounts, information indicating measurement locations and measurement types, information indicating design values and tolerances for each measurement location, and the like. The feature amount information is positioning information for analyzing the workpiece image and detecting the position and posture of the workpiece, and is set based on predetermined master data. If the feature amount information, the information indicating the measurement location and the measurement type are set based on the high-magnification image, identification information indicating that fact is stored as measurement setting data.

測定設定データは、制御ユニット20において作成される。或いは、PC(パーソナルコンピュータ)などの情報処理端末において作成された測定設定データを制御ユニット20に転送して用いるような構成であっても良い。測定処理は、この様な測定設定データに基づいて実行される。そして、測定結果の表示処理は、測定によって得られた寸法値などをディスプレイ11上に表示することにより行われる。   The measurement setting data is created in the control unit 20. Alternatively, the configuration may be such that measurement setting data created in an information processing terminal such as a PC (personal computer) is transferred to the control unit 20 and used. The measurement process is executed based on such measurement setting data. And the display process of a measurement result is performed by displaying the dimension value etc. which were obtained by measurement on the display 11. FIG.

<測定設定データの作成>
図4のステップS201〜S203は、図1の画像測定装置100における測定設定データの作成時の動作の一例を示したフローチャートである。この図には、制御ユニット20において測定設定データを作成する場合が示されている。
<Create measurement setting data>
Steps S201 to S203 in FIG. 4 are flowcharts showing an example of the operation when creating the measurement setting data in the image measurement apparatus 100 in FIG. This figure shows a case where measurement setting data is created in the control unit 20.

測定設定データの作成処理は、3つの処理手順、すなわち、設計データの入力(ステップS201)と、特徴量の設定(ステップS202)と、設計値及び公差の修正(ステップS203)からなる。設計データの入力ステップは、マスターピースなどの所定の基準物を撮影した撮影画像、或いは、CADにより作成されたCADデータを入力し、入力された設計データから後述する輪郭比較のための輪郭情報を取得するステップである。なお、輪郭情報は、マスターピースを撮影した画像を設計データとして用いる場合、その画像のエッジ点の集合であり、CADデータを設計データとして用いる場合には、CADデータの設計値が輪郭情報に相当する。   The measurement setting data creation process includes three processing procedures: design data input (step S201), feature value setting (step S202), and design value and tolerance correction (step S203). In the design data input step, a captured image obtained by photographing a predetermined reference object such as a master piece or CAD data created by CAD is input, and contour information for contour comparison to be described later is acquired from the input design data. It is a step to do. The contour information is a set of edge points of an image obtained by photographing the master piece as design data. When CAD data is used as design data, the design value of the CAD data corresponds to the contour information. .

入力した設計データに、輪郭比較を実行する範囲や、比較される各輪郭に公差が予め設定されている場合は、設計データの入力とともにこれらの情報も入力され、測定設定データとして設定される。   When tolerances are set in advance in the input design data for the range in which contour comparison is performed and for each contour to be compared, these pieces of information are also input together with the design data and set as measurement setting data.

ステップS202において、特徴量は、入力された設計データから自動的に抽出されるが、ユーザが特徴量を抽出する範囲を設定することにより、特徴量の設定が実行されるようにしても良い。   In step S202, the feature amount is automatically extracted from the input design data. However, the feature amount may be set by setting a range in which the user extracts the feature amount.

続いて、ステップS203において、必要に応じて、ユーザは、輪郭比較を実行する範囲や公差の修正を行うことができる。上記ステップを実行することにより、設計データの輪郭比較範囲、設計値である輪郭比較範囲内の輪郭情報、各輪郭位置の公差を含む測定設定データが生成され、記憶される。   Subsequently, in step S203, the user can correct the range or tolerance for performing the contour comparison as necessary. By executing the above steps, the measurement setting data including the contour comparison range of the design data, the contour information within the contour comparison range as the design value, and the tolerance of each contour position is generated and stored.

<輪郭比較>
図5のステップS301〜S308は、図1の画像測定装置100における測定時の動作の一例を示したフローチャートである。まず、可動ステージ12上に配置されたワークを撮影してワーク画像を取得し、測定設定データの特徴量情報に基づいてワーク画像を解析することにより、ワークの位置決めが行われる(ステップS301)。
<Contour comparison>
Steps S301 to S308 in FIG. 5 are flowcharts illustrating an example of an operation at the time of measurement in the image measurement apparatus 100 in FIG. First, the work placed on the movable stage 12 is photographed to obtain a work image, and the work image is analyzed based on the feature amount information of the measurement setting data, thereby positioning the work (step S301).

このワークの位置決めは、特徴量情報に基づくパターンマッチングなどの手法を用いて、ワーク画像内におけるワークの位置及び姿勢を検出することにより行われる。例えば、正規化相関サーチによる方法や、単純に基準座標を設計データと一致させることにより、ワーク画像及び設計データ間の位置合わせが行われる。   The positioning of the workpiece is performed by detecting the position and orientation of the workpiece in the workpiece image using a method such as pattern matching based on the feature amount information. For example, the alignment between the work image and the design data is performed by a method using a normalized correlation search or by simply matching the reference coordinates with the design data.

次に、位置及び姿勢の検出結果と測定設定データに基づいて、輪郭比較を行う範囲を特定し(ステップS302)、比較範囲内に存在するエッジを抽出する(ステップS303)。エッジ抽出の方法としては、画像の輝度値を用いる方法、輝度値の1次微分を用いる方法、輝度値の2次微分を用いる方法などを利用することができる。   Next, based on the detection result of the position and orientation and the measurement setting data, a range for contour comparison is specified (step S302), and an edge existing in the comparison range is extracted (step S303). As an edge extraction method, a method using the luminance value of the image, a method using the first derivative of the luminance value, a method using the second derivative of the luminance value, or the like can be used.

ここでは、ワークの位置決め後にエッジ抽出を行う場合を説明したが、ワーク画像から抽出されたエッジ点を用いてワーク画像及び設計データ間の位置合わせを行うような構成であっても良い。エッジ点を用いた位置合わせの方法としては、一般化ハフ変換による方法や幾何学ハッシング、幾何学相関サーチによる方法などを利用することができる。   Here, the case where edge extraction is performed after the workpiece is positioned has been described, but a configuration in which alignment between the workpiece image and the design data is performed using the edge point extracted from the workpiece image may be employed. As an alignment method using edge points, a method based on generalized Hough transform, geometric hashing, a method based on geometric correlation search, or the like can be used.

次に、抽出した各エッジ位置と、各エッジ位置に対応する設計データの輪郭情報(設計値)とを比較し、誤差を算出する(ステップS304,S305)。設計値との誤差は、幾何学的に計算される。すなわち、設計データの輪郭情報が曲線として与えられている場合、誤差は、エッジ位置と曲線の法線方向の距離として規定することができる。また、輪郭情報が基準座標として与えられている場合には、XYの各座標軸方向の距離として算出することができる。   Next, each extracted edge position is compared with the outline information (design value) of the design data corresponding to each edge position, and an error is calculated (steps S304 and S305). The error from the design value is calculated geometrically. That is, when the contour information of the design data is given as a curve, the error can be defined as the distance between the edge position and the normal direction of the curve. Further, when the contour information is given as reference coordinates, it can be calculated as a distance in the direction of each coordinate axis of XY.

続いて、このとき算出された誤差と、測定設定データに含まれる公差とを比較し(ステップS306)、各エッジ位置ごとに良否の判定を行う(ステップS307)。この様に、予め入力した設計データの輪郭情報と、ワーク画像から抽出したエッジ位置とを比較することにより、各エッジ位置ごとに設計データとの誤差を算出することができる。なお、本実施例では、各エッジ位置ごとに設計データとの誤差を算出することとしたが、エッジ位置を間引いて一部のエッジ位置についてのみ誤差を算出するようにしても良い。   Subsequently, the error calculated at this time is compared with the tolerance included in the measurement setting data (step S306), and pass / fail is determined for each edge position (step S307). In this way, by comparing the contour information of the design data inputted in advance with the edge position extracted from the work image, an error from the design data can be calculated for each edge position. In this embodiment, the error from the design data is calculated for each edge position, but the error may be calculated only for a part of the edge positions by thinning out the edge positions.

<良否判定結果の表示>
図6のステップS401〜S404は、図1の画像測定装置100における良否判定結果の表示時の動作の一例を示したフローチャートである。図5のフローチャートに示した複数のワークに対する測定が終了すると、ワーク画像から抽出されたエッジと、エッジ位置ごとの誤差の良否判定の結果とを測定結果としてワーク画像上に表示する処理を開始する。
<Display of pass / fail judgment results>
Steps S401 to S404 in FIG. 6 are flowcharts showing an example of the operation when displaying the pass / fail judgment result in the image measuring apparatus 100 in FIG. When the measurement for the plurality of workpieces shown in the flowchart of FIG. 5 is completed, processing for displaying the edges extracted from the workpiece image and the result of the error determination for each edge position on the workpiece image as measurement results is started. .

まず、誤差が公差範囲外となることにより不良と判定されたエッジ位置が存在するか否かを特定し、存在すれば、誤差の大きさ(絶対値)が極大となるエッジ位置の誤差を数値表示する(ステップS401,S402)。このとき、表示対象とするエッジ位置の誤差は、誤差が公差範囲外となる領域を含むエッジ上の所定区間において、誤差の大きさが最大となるエッジ位置の誤差であり、当該区間内の誤差の代表値として表示される。   First, it is determined whether or not there is an edge position that is determined to be defective due to the error being outside the tolerance range. If there is, the error at the edge position at which the error magnitude (absolute value) is maximized is numerically determined. Displayed (steps S401 and S402). At this time, the error of the edge position to be displayed is the error of the edge position where the magnitude of the error is the maximum in a predetermined section on the edge including the area where the error is outside the tolerance range. Is displayed as a representative value.

次に、ワーク画像から抽出されたエッジをワークの輪郭形状を示す所定の形状線を用いて表示する(ステップS403)。この形状線は、誤差が公差範囲内であるか、或いは、公差範囲外であるかを識別することが可能な表示態様で表示される。具体的には、エッジ位置の誤差が公差範囲内となる形状線と、公差範囲外となる形状線とは、異なる色で表示される。例えば、誤差が公差範囲内となる形状線は、緑色で表示され、公差範囲外となる形状線は、赤色で表示される。   Next, the edge extracted from the workpiece image is displayed using a predetermined shape line indicating the contour shape of the workpiece (step S403). This shape line is displayed in a display mode capable of identifying whether the error is within the tolerance range or outside the tolerance range. Specifically, the shape line whose edge position error is within the tolerance range and the shape line outside the tolerance range are displayed in different colors. For example, a shape line whose error is within the tolerance range is displayed in green, and a shape line outside the tolerance range is displayed in red.

次に、設計データの輪郭位置を含む公差範囲をワーク画像上に表示する(ステップS404)。なお、輪郭位置や公差範囲の表示態様は、識別可能であれば良い。また、ステップS402からステップS404までの各処理手順を実行する順序は、任意である。   Next, a tolerance range including the contour position of the design data is displayed on the work image (step S404). It should be noted that the display mode of the contour position and tolerance range only needs to be identifiable. Further, the order in which the processing procedures from step S402 to step S404 are executed is arbitrary.

図7は、図1の画像測定装置100における良否判定結果の表示時の動作の一例を示した図であり、ワーク全体の様子を捉えたワーク画像1が示されている。この図には、低倍率視野内のワークを低倍率で撮影したワーク画像1が示されている。このワークは、複雑な輪郭形状を有する薄い平板状の部材からなる。また、ワーク画像1は、透過照明時に撮影された撮影画像である。   FIG. 7 is a diagram showing an example of an operation at the time of displaying the pass / fail judgment result in the image measuring apparatus 100 of FIG. 1, and shows a workpiece image 1 that captures the state of the entire workpiece. This figure shows a work image 1 obtained by photographing a work in a low-magnification visual field at a low magnification. This work consists of a thin flat plate-like member having a complicated contour shape. The work image 1 is a photographed image photographed during the transmission illumination.

誤差の良否判定の結果は、この様なワーク画像1上に表示される。すなわち、ワーク画像1から抽出されたエッジを示す形状線2を当該ワーク画像1上に重畳させるとともに、誤差が公差範囲内となるエッジ上の良好区間と、公差範囲外となる不良区間とを識別可能とするために、形状線2が色分けして表示される。   The result of the error quality determination is displayed on such a work image 1. That is, the shape line 2 indicating the edge extracted from the work image 1 is superimposed on the work image 1, and the good section on the edge where the error is within the tolerance range and the defective section where the error is outside the tolerance range are identified. In order to make it possible, the shape line 2 is displayed in different colors.

この例では、エッジ位置A1からエッジ位置A2までの区間が、誤差が公差範囲外となる不良区間であり、不良区間内で誤差の大きさが極大となるエッジ位置の誤差が数値表示されている。具体的には、誤差の不良区間を一定の区間長からなる複数の判定区間に細分し、各判定区間について、判定区間内において誤差の大きさが最大となるエッジ位置の誤差が数値表示される。   In this example, the section from the edge position A1 to the edge position A2 is a defective section in which the error is outside the tolerance range, and the error at the edge position where the magnitude of the error is maximum in the defective section is displayed numerically. . Specifically, the error defective section is subdivided into a plurality of determination sections having a fixed section length, and for each determination section, the error at the edge position where the magnitude of the error is maximum in the determination section is displayed numerically. .

ここでは、誤差が極大となる2つのエッジ位置が抽出され、誤差の測定値(極大値)を示す数値「0.742」、「0.651」が、それぞれ当該エッジ位置に関連付けて表示されている。なお、エッジ位置A1からエッジ位置A2までの不良区間以外の区間は、誤差が公差範囲内となる良好区間である。   Here, two edge positions where the error is maximum are extracted, and numerical values “0.742” and “0.651” indicating the measured error values (maximum values) are displayed in association with the edge positions. Yes. A section other than the defective section from the edge position A1 to the edge position A2 is a good section where the error is within the tolerance range.

図8は、図1の画像測定装置100における良否判定結果の表示時の動作の一例を示した図であり、図7のワークの一部を捉えたワーク画像1が示されている。この図には、高倍率視野内のワークを高倍率で撮影したワーク画像1が示されている。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an operation at the time of displaying the pass / fail determination result in the image measurement apparatus 100 of FIG. 1, and shows a work image 1 that captures a part of the work of FIG. 7. This figure shows a workpiece image 1 obtained by shooting a workpiece in a high-magnification visual field at a high magnification.

このワーク画像1では、エッジ位置A1からエッジ位置A2までの不良区間において、誤差が極大となるエッジ位置の誤差の測定値5の他、設計データの輪郭位置を含む公差範囲が、輪郭線3、公差ライン4a及び4bを用いて表示されている。   In this work image 1, in the defective section from the edge position A1 to the edge position A2, the tolerance range including the contour position of the design data in addition to the measured value 5 of the error of the edge position where the error is maximum is the contour line 3, Displayed using tolerance lines 4a and 4b.

輪郭線3は、輪郭位置(設計値)を示す。また、一方の公差ライン4aは、公差の上限値を示す線(図形)であり、他方の公差ライン4bは、公差の下限値を示す線である。輪郭線3上の位置から輪郭線3の法線方向の変位量がエッジ位置の誤差として規定される。この例では、公差範囲内の領域を示す公差ゾーンが、輪郭線3に沿って形成され、ワークや形状線2と識別可能に表示されている。具体的には、公差ゾーンが、ワークや形状線2と異なる色で表示されている。   The contour line 3 indicates the contour position (design value). Moreover, one tolerance line 4a is a line (figure) indicating the upper limit value of the tolerance, and the other tolerance line 4b is a line indicating the lower limit value of the tolerance. The amount of displacement in the normal direction of the contour 3 from the position on the contour 3 is defined as an error of the edge position. In this example, a tolerance zone indicating a region within the tolerance range is formed along the contour line 3 and displayed so as to be distinguishable from the workpiece and the shape line 2. Specifically, the tolerance zone is displayed in a color different from that of the workpiece or the shape line 2.

この様に判定区間内における誤差の代表値を数値表示することにより、設計値から大きく逸脱したエッジ位置の誤差を容易に識別することができる。また、ワーク画像から抽出されたエッジを示す形状線2が誤差の良否判定結果とともにワーク画像1上に表示されるので、ワークのエッジ位置に沿って誤差を識別することができるとともに、ワーク画像1との対応関係を容易に把握することができる。従って、ワークが実際に変形しているのか、或いは、エッジ点の誤抽出であるのかを容易に判別することができる。   In this way, by displaying the representative value of the error in the determination section as a numerical value, it is possible to easily identify the error of the edge position greatly deviating from the design value. In addition, since the shape line 2 indicating the edge extracted from the work image is displayed on the work image 1 together with the error quality determination result, the error can be identified along the edge position of the work, and the work image 1 Can be easily grasped. Therefore, it is possible to easily determine whether the workpiece is actually deformed or whether the edge point is erroneously extracted.

図9は、図1の画像測定装置100における良否判定結果の表示時の動作の他の一例を示した図であり、誤差が極大となるエッジ位置の誤差を当該エッジ位置に関連付けて表示する他の表示態様が示されている。   FIG. 9 is a diagram showing another example of the operation when displaying the pass / fail judgment result in the image measuring apparatus 100 of FIG. 1, in which the error of the edge position where the error is maximum is displayed in association with the edge position. The display mode is shown.

この図では、エッジ位置A1からエッジ位置A2までの不良区間において、誤差が極大となる2つのエッジ位置に対し、それぞれ記号「a」、「b」をエッジ位置近傍に付加し、これらの記号を識別情報として対応する誤差の測定値が一覧表示されている。この様な誤差の測定値の一覧表は、ワーク画像1上に表示しても良いし、或いは、ワーク画像1とは別個に表示しても良い。   In this figure, symbols “a” and “b” are added to the vicinity of the edge position for the two edge positions where the error is maximum in the defective section from the edge position A1 to the edge position A2, respectively. The corresponding error measurement values are listed as identification information. Such a list of measurement values of error may be displayed on the work image 1 or may be displayed separately from the work image 1.

<制御ユニット>
図10は、図1の画像測定装置100における制御ユニット20の構成例を示したブロック図であり、制御ユニット20内の機能構成の一例が示されている。この制御ユニット20は、測定設定データ記憶部21、ワーク画像記憶部23、エッジ抽出部24、誤差算出部25、誤差判定部26、測定結果表示部27及び連結画像生成部28により構成される。
<Control unit>
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of the control unit 20 in the image measurement apparatus 100 of FIG. 1, and illustrates an example of a functional configuration in the control unit 20. The control unit 20 includes a measurement setting data storage unit 21, a work image storage unit 23, an edge extraction unit 24, an error calculation unit 25, an error determination unit 26, a measurement result display unit 27, and a connected image generation unit 28.

測定設定データ記憶部21には、ワークの輪郭情報及び輪郭位置の公差を含む測定設定データが保持される。ワーク画像記憶部23には、測定ユニット10から取得した撮影画像又はワーク画像が保持される。エッジ抽出部24は、ワーク画像からエッジを抽出する。   The measurement setting data storage unit 21 holds measurement setting data including the contour information of the workpiece and the tolerance of the contour position. The work image storage unit 23 holds a captured image or a work image acquired from the measurement unit 10. The edge extraction unit 24 extracts edges from the work image.

誤差算出部25は、ワーク画像と測定設定データの輪郭情報とを位置合わせし、ワーク画像上のエッジ位置とこのエッジ位置に対応する輪郭位置との変位量を示す誤差を算出し、誤差判定部26へ出力する。誤差判定部26は、誤差算出部25により算出された誤差を対応する測定設定データの公差と比較し、良否判定を行う。   The error calculation unit 25 aligns the workpiece image and the contour information of the measurement setting data, calculates an error indicating the amount of displacement between the edge position on the workpiece image and the contour position corresponding to the edge position, and the error determination unit. 26. The error determination unit 26 compares the error calculated by the error calculation unit 25 with the tolerance of the corresponding measurement setting data, and performs pass / fail determination.

測定結果表示部27は、エッジ抽出部24により抽出されたエッジと、誤差判定部26による良否判定の結果をワーク画像上に表示するとともに、誤差が不良と判定されたエッジ位置について、誤差の大きさが極大となるエッジ位置の誤差を数値表示するための画面データを生成し、測定ユニット10へ出力する。   The measurement result display unit 27 displays the edge extracted by the edge extraction unit 24 and the result of the pass / fail determination by the error determination unit 26 on the work image, and the magnitude of the error for the edge position where the error is determined to be defective. Screen data for displaying numerically the error of the edge position where the length is maximum is generated and output to the measurement unit 10.

具体的には、誤差が公差範囲外となる領域を含む所定の判定区間において、誤差の大きさが最大となるエッジ位置の誤差が数値表示される。判定区間は、誤差の不良区間を細分したものであっても良いし、誤差が公差範囲内であるか否かに関わらず、ワーク画像から抽出されたエッジの全周を均等に分割したものでも良い。   Specifically, the error at the edge position where the magnitude of the error is maximum is displayed numerically in a predetermined determination section including a region where the error is outside the tolerance range. The judgment interval may be a subdivision of a defective error interval, or may be an equally divided whole circumference of the edge extracted from the workpiece image, regardless of whether the error is within the tolerance range. good.

この様な判定区間の区間長は、ユーザが任意に指定することができるようにしても良いし、或いは、固定であっても良い。或いは、判定区間の区間長をエッジの周囲長や形状から自動的に決定するような構成であっても良い。   The section length of such a determination section may be arbitrarily specified by the user, or may be fixed. Or the structure which determines automatically the area length of a determination area from the periphery length and shape of an edge may be sufficient.

また、誤差の大きさが極大となるエッジ位置が判定区間内で多数抽出された場合に、誤差の測定値が連続して表示されないようにして視認性を向上させるために、表示対象とするエッジ位置を絞り込んでも良い。例えば、誤差の大きさが極大となり、かつ、誤差の大きさが所定の閾値を越えるエッジ位置に絞り込むことが考えられる。或いは、ノイズを除去するために、誤差の大きさが極大となり、かつ、周囲のエッジ位置と誤差が離れすぎていないエッジ位置に絞り込んでも良い。或いは、誤差の大きさが極大となり、かつ、周囲のエッジ位置において、誤差の大きさが極小となるエッジ位置の誤差との差分が大きいエッジ位置に絞り込むことも考えられる。   In addition, when a large number of edge positions where the size of the error is maximized are extracted in the determination section, the edge to be displayed is improved in order to improve the visibility so that the error measurement value is not continuously displayed. The position may be narrowed down. For example, it is conceivable to narrow down to an edge position where the size of the error is maximal and the size of the error exceeds a predetermined threshold. Alternatively, in order to remove noise, the size of the error may be maximized, and it may be narrowed down to an edge position where the error is not too far from the surrounding edge positions. Alternatively, it is conceivable to narrow down to an edge position where the difference between the error is maximized and the error of the edge position where the error is minimized at the peripheral edge positions.

測定結果表示部27では、輪郭位置を含む公差範囲をワーク画像上に表示する。連結画像生成部28は、測定対象とするワークに対して視野が狭い場合に、撮影倍率を下げなくても、ワークの広い範囲について、エッジ位置の誤差を識別できるようにするために、同一ワークの異なる部位がそれぞれ撮影された複数の撮影画像を連結し、1つのワーク画像を生成する。   The measurement result display unit 27 displays a tolerance range including the contour position on the work image. When the field of view is narrow with respect to the workpiece to be measured, the connected image generation unit 28 can identify the error of the edge position over a wide range of the workpiece without reducing the photographing magnification. Are connected to each other to generate one work image.

本実施の形態によれば、誤差の良否判定の結果をワーク画像1上に表示する際に、誤差が不良と判定されたエッジ位置について、誤差の大きさが極大となるエッジ位置の誤差が数値表示されるので、誤差が公差範囲外となるエッジ位置のうち、設計値から大きく逸脱したエッジ位置の誤差を容易に識別することができる。また、ワーク画像1から抽出したエッジが誤差の良否判定結果とともにワーク画像1上に表示されるので、ワークのエッジ位置に沿って誤差を識別することができるとともに、ワーク画像との対応関係を容易に把握することができる。   According to the present embodiment, when an error pass / fail judgment result is displayed on the work image 1, the error at the edge position where the magnitude of the error is the maximum is the numerical value for the edge position where the error is judged to be defective. Since the error is displayed, it is possible to easily identify the error of the edge position greatly deviating from the design value among the edge positions where the error is outside the tolerance range. In addition, since the edge extracted from the work image 1 is displayed on the work image 1 together with the error pass / fail judgment result, the error can be identified along the edge position of the work and the correspondence with the work image is easy. Can grasp.

1 ワーク画像
2 形状線
3 輪郭線
4a,4b 公差ライン
5 誤差の測定値
10 測定ユニット
11 ディスプレイ
11a 表示画面
12 可動ステージ
13 検出エリア
14a XY位置調整つまみ
14b Z位置調整つまみ
15 電源スイッチ
16 測定開始スイッチ
20 制御ユニット
21 測定設定データ記憶部
23 ワーク画像記憶部
24 エッジ抽出部
25 誤差算出部
26 誤差判定部
27 測定結果表示部
28 連結画像生成部
31 キーボード
32 マウス
40 筐体
41 Z駆動部
42 XY駆動部
43,44 撮像素子
50 透過照明ユニット
51 透過照明用光源
52 ミラー
53 光学レンズ
60 リング照明ユニット
71 同軸落射照明用光源
72 ハーフミラー
80 受光レンズユニット
81,84,86 受光レンズ
82 ハーフミラー
83,85 絞り板
100 画像測定装置
A1,A2 エッジ位置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Work image 2 Shape line 3 Contour lines 4a and 4b Tolerance line 5 Error measurement value 10 Measurement unit 11 Display 11a Display screen 12 Movable stage 13 Detection area 14a XY position adjustment knob 14b Z position adjustment knob 15 Power switch 16 Measurement start switch 20 control unit 21 measurement setting data storage unit 23 work image storage unit 24 edge extraction unit 25 error calculation unit 26 error determination unit 27 measurement result display unit 28 connected image generation unit 31 keyboard 32 mouse 40 casing 41 Z drive unit 42 XY drive Sections 43 and 44 Image sensor 50 Transmission illumination unit 51 Transmission illumination light source 52 Mirror 53 Optical lens 60 Ring illumination unit 71 Coaxial incident illumination light source 72 Half mirror 80 Light reception lens units 81, 84, 86 Light reception lens 82 Half mirror 83, 85 Aperture plate 1 0 image measuring apparatus A1, A2 edge position

Claims (7)

ワークを撮影したワーク画像を取得し、上記ワーク画像内のエッジを検出することにより、上記ワークの寸法を測定する画像測定装置において、
上記ワーク画像からエッジを抽出するエッジ抽出手段と、
上記ワークの輪郭情報及び輪郭位置の公差を含む測定設定データを保持する測定設定データ記憶手段と、
上記ワーク画像及び上記輪郭情報を位置合わせし、上記ワーク画像上のエッジ位置とこのエッジ位置に対応する上記輪郭位置との変位量を示す誤差を算出する誤差算出手段と、
算出された上記誤差を上記公差と比較し、良否判定を行う誤差判定手段と、
抽出されたエッジ及び上記良否判定の結果を上記ワーク画像上に表示する測定結果表示手段とを備え、
上記測定結果表示手段は、上記誤差が不良と判定されたエッジ位置について、上記誤差の大きさが極大となるエッジ位置の誤差を数値表示することを特徴とする画像測定装置。
In an image measuring apparatus for measuring a dimension of the workpiece by acquiring a workpiece image obtained by photographing the workpiece and detecting an edge in the workpiece image.
Edge extraction means for extracting edges from the workpiece image;
Measurement setting data storage means for holding measurement setting data including the contour information of the workpiece and the tolerance of the contour position;
Error calculation means for aligning the workpiece image and the contour information, and calculating an error indicating an amount of displacement between the edge position on the workpiece image and the contour position corresponding to the edge position;
An error determination means for comparing the calculated error with the tolerance and performing a pass / fail determination;
A measurement result display means for displaying the extracted edge and the result of the quality determination on the work image,
The image measurement apparatus characterized in that the measurement result display means numerically displays an error of an edge position where the magnitude of the error is maximum for an edge position where the error is determined to be defective.
上記測定結果表示手段は、上記誤差が公差範囲外となる領域を含む一定区間において、上記誤差の大きさが最大となるエッジ位置の誤差を数値表示することを特徴とする請求項1に記載の画像測定装置。   2. The measurement result display means numerically displays an error at an edge position where the magnitude of the error is maximum in a certain section including a region where the error is outside a tolerance range. Image measuring device. 上記測定結果表示手段は、上記誤差の大きさが最大となるエッジ位置に関連付けて誤差の数値表示を行うことを特徴とする請求項2に記載の画像測定装置。   The image measurement apparatus according to claim 2, wherein the measurement result display unit displays a numerical value of an error in association with an edge position where the magnitude of the error is maximum. 上記測定結果表示手段は、上記輪郭位置を含む公差範囲を上記ワーク画像上に表示することを特徴とする請求項3に記載の画像測定装置。   The image measurement apparatus according to claim 3, wherein the measurement result display unit displays a tolerance range including the contour position on the work image. 同一ワークの異なる部位がそれぞれ撮影された2以上の撮影画像を連結し、1つの上記ワーク画像を生成する連結画像生成手段を備えたことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の画像測定装置。   The connected image generating means for connecting two or more photographed images in which different parts of the same work are respectively photographed to generate one work image is provided. Image measuring device. ワークを撮影したワーク画像を取得し、上記ワーク画像内のエッジを検出することにより、上記ワークの寸法を測定する画像測定方法において、
上記ワーク画像からエッジを抽出するエッジ抽出ステップと、
上記ワークの輪郭情報及び輪郭位置の公差を含む測定設定データを記憶する測定設定データ記憶ステップと、
上記ワーク画像及び上記輪郭情報を位置合わせし、上記ワーク画像上のエッジ位置とこのエッジ位置に対応する上記輪郭位置との変位量を示す誤差を算出する誤差算出ステップと、
算出された上記誤差を上記公差と比較し、良否判定を行う誤差判定ステップと、
抽出されたエッジ及び上記良否判定の結果を上記ワーク画像上に表示するとともに、上記誤差が不良と判定されたエッジ位置について、上記誤差の大きさが極大となるエッジ位置の誤差を数値表示する測定結果表示ステップとからなることを特徴とする画像測定方法。
In an image measurement method for measuring a dimension of the workpiece by acquiring a workpiece image obtained by photographing the workpiece and detecting an edge in the workpiece image,
An edge extraction step of extracting an edge from the workpiece image;
A measurement setting data storage step for storing measurement setting data including the contour information of the workpiece and the tolerance of the contour position;
An error calculating step of aligning the workpiece image and the contour information, and calculating an error indicating an amount of displacement between the edge position on the workpiece image and the contour position corresponding to the edge position;
An error determination step for comparing the calculated error with the tolerance and performing a pass / fail determination;
Measurement that displays the extracted edge and the result of the pass / fail judgment on the work image and numerically displays the error of the edge position at which the magnitude of the error becomes the maximum for the edge position where the error is judged to be defective. An image measurement method comprising: a result display step.
ワークを撮影したワーク画像を取得し、上記ワーク画像内のエッジを検出することにより、上記ワークの寸法を測定するための画像測定装置用のプログラムにおいて、
上記ワーク画像からエッジを抽出するエッジ抽出手順と、
上記ワークの輪郭情報及び輪郭位置の公差を含む測定設定データを記憶する測定設定データ記憶手順と、
上記ワーク画像及び上記輪郭情報を位置合わせし、上記ワーク画像上のエッジ位置とこのエッジ位置に対応する上記輪郭位置との変位量を示す誤差を算出する誤差算出手順と、
算出された上記誤差を上記公差と比較し、良否判定を行う誤差判定手順と、
抽出されたエッジ及び上記良否判定の結果を上記ワーク画像上に表示するとともに、上記誤差が不良と判定されたエッジ位置について、上記誤差の大きさが極大となるエッジ位置の誤差を数値表示する測定結果表示手順とを実行させることを特徴とする画像測定装置用のプログラム。
In a program for an image measuring device for measuring a dimension of the workpiece by acquiring a workpiece image obtained by photographing the workpiece and detecting an edge in the workpiece image,
An edge extraction procedure for extracting an edge from the workpiece image;
A measurement setting data storage procedure for storing measurement setting data including the contour information of the workpiece and the tolerance of the contour position;
An error calculation procedure for aligning the workpiece image and the contour information, and calculating an error indicating an amount of displacement between the edge position on the workpiece image and the contour position corresponding to the edge position;
An error determination procedure for comparing the calculated error with the tolerance and performing a pass / fail determination;
Measurement that displays the extracted edge and the result of the pass / fail judgment on the work image and numerically displays the error of the edge position at which the magnitude of the error becomes the maximum for the edge position where the error is judged to be defective. A program for an image measuring apparatus, characterized in that a result display procedure is executed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017053671A (en) * 2015-09-08 2017-03-16 キヤノン株式会社 Shape measurement method

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